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FORZA CENTRIFUGA RELATIVA, FATTORE G

La forza centrifuga relativa (RCF) o fattore G si definisce come rapporto tra forza centrifuga agente su una massa (capo bagnato) all'interno del cestello della lavatrice rotante alla velocità ω ed il suo peso dovuto al campo gravitazionale.

La forza centrifuga, diretta ortogonalmente all'asse di rotazione, agisce sull'acqua trattenuta inizialmente dal capo spingendola verso l'esterno del cesto attraverso i fori; il valore della forza centrifuga Fc si calcola dalla relazione Fc = m ω^2 r dove m è la massa della particella in rotazione, ω la velocità angolare, r la distanza della particella dall'asse di rotazione (il massimo valore è il raggio del cesto della lavatrice).

La forza gravitazionale definisce il peso Fg della particella di massa m: Fg = m g dove g è l'accelerazione di gravità pari a 9,81 m / s^2.

Dalla definizione di forza centrifuga relativa si ottiene RCF = Fc / Fg = m ω^2 r / m g = ω^2 r / g. Quindi indipendentemente dal valore della massa m della particella, la forza centrifuga relativa che agisce su di essa è proporzionale alla distanza dall'asse di rotazione del cesto ed al quadrato della velocità angolare di rotazione durante la centrifuga. La capacità della lavatrice di estrarre l'acqua dai capi quindi è tanto piu' grande quanto piu' grande è la forza centrifuga relativa o fattore G. A parità di velocità angolare il raggio maggiore del cesto permette una maggiore capacità di estrazione di acqua.

Solitamente la velocità di rotazione del cesto è espressa in giri al minuto (RPM), quindi per calcolare la velocità angolare che si misura in radianti al secondo (angolo coperto nell'unità di tempo) si puo' utilizzare la relazione: ω = 2 π RPM / 60 infatti 2 π è l'angolo coperto in un giro completo ed RPM / 60 sono i giri compiuti in 1 secondo.

Sostituendo nell'espressione della RCF si ottiene:

RCF = (2 π RPM/60)^2 r / g = 1,118 x 10^-3 x RPM^2 x r dove r è espresso in metri.

Ad esempio il fattore G o forza centrifuga relativa di una lavatrice supercentrifugante con cestello da 50 cm di diametro (raggio 0,25 m) e 1200 RPM è:

RCF = 1,118 x 10^-3 x 1200^2 x 0,25 = 402

 

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